微波及微波加熱原理

     微波是指頻率為300MHz～30 ×104 MHz的電磁波,最初主要用于通訊、廣播電視等行業。由于微波具有加熱高效快速、節能省電、加熱源與加熱材料不直接接觸、可進行選擇性加熱、便于控制、設備體積小且無廢物生成等特性,其優越性隨著社會的進步,科學技術的發展,不斷體現出來。到20世紀40年代,微波技術已成功地用于食品加工、有機合成、中草藥提取、無機工藝、環境保護和分析檢測等領域。在環境保護領域中,微波主要應用于廢水、廢氣、固體廢氣物的處理及環保材料的研制和環境監測]等方面。

    微波對物質的加熱意味著將微波的電磁能轉變為熱能,轉變的過程與物質內部分子等微觀粒子的極化有著密切的關系。通常,一些介質材料由極性分子和非極性分子組成,在微波電磁場作用下,極性分子從原來的熱運動狀態轉向依照電磁場的方向交變而排列取向,產生類似摩擦熱,在這一微觀過程中交變電磁場的能量轉化為介質內的熱能,使介質溫度出現宏觀上的升高,這就是對微波加熱最通俗的解釋。

    微波場中的加熱有兩種機理,即離子傳導機理和偶極子轉動機理,相關文獻已對此做了詳細報道。在微波加熱的實際應用中,這兩種機理的微波能耗散同時存在,離子傳導加熱的效率與介質中離子的濃度和遷移率有關,偶極子加熱的效率與介質的弛豫時間、溫度和粘度有關。而溫度和介質離子的遷移率、濃度及介質的弛豫時間決定兩種能量轉化機理對加熱的貢獻。